ADAT-IAT工藝的由來及其運行過程

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簡介： 本論文介紹A/DAT-IAT工藝的由來及其運行過程。
關(guān)鍵字：ADAT-IAT工藝 由來 運行過程

　1.A/DAT-IAT工藝的由來

　　活性污泥法是一種應(yīng)用廣泛且非常具有潛力的廢水處理技術(shù)^[1]。自1914年該技術(shù)在英國被應(yīng)用以來至今已有90多年的歷史了，在該技術(shù)出現(xiàn)的初期，由于受到理論水平、運行和管理等技術(shù)條件的限制，使它的應(yīng)用和推廣工作進展緩慢。近50年來，隨著對其生物反應(yīng)和凈化機理的廣泛深入的研究以及該法在生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)上的不斷改進和完善，使它得到了很大的發(fā)展。相繼出現(xiàn)了多種工藝流程和工藝方法，使得活性污泥法的應(yīng)用范圍逐漸擴大，處理效果不斷提高，工藝設(shè)計和運行管理更加科學化。目前，該方法在廢水生物處理中還處于首要地位，據(jù)最新資料顯示，在全球近6萬座城市污水處理廠中，有3萬多采用活性污泥工藝，其中美國有9000余座，日本采用活性污泥法的污水廠占污水廠總數(shù)的86.7％?；钚?label class="lb" onclick="g('污泥');">污泥法是我國目前采用最主要的污水處理工藝，占已建成的污水處理廠總數(shù)超過了70％。

　　盡管活性污泥法得到了廣泛的應(yīng)用，但它還存在一些缺點，給污水處理廠生產(chǎn)運行帶來一定的困難。以傳統(tǒng)活性污泥法為例，歸納一下活性污泥法在運行中存在的主要問題。

　　1.活性污泥法對廢水水量、水質(zhì)變化的適應(yīng)性較差；

　　2.污泥膨脹問題是活性污泥法自產(chǎn)生以來一直伴隨并常常發(fā)生的一個棘手的問題。它引起污泥結(jié)構(gòu)松散，沉淀壓縮性能差，直接影響出水水質(zhì)，并危害整個生化系統(tǒng)的運作^[2]；

　　3.污泥產(chǎn)量大，通常占廢水總量的0.5％～1％，成分復雜既含有大量的有機物，又含有害的重金屬、病原微生物等，處理和處置費用高^[3]；

　　4.脫氮除磷效果差，一般只有20％～30％左右；

　　5.曝氣結(jié)構(gòu)膨大，占地面積大；

　　6.運行管理操作復雜，管理專業(yè)水平要求高。

　　以上概括以傳統(tǒng)活性污泥法為中心的工藝在應(yīng)用中存在的一些問題。國內(nèi)外許多學者進行了大量的研究和探討，在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上進行了各種改進，產(chǎn)生了很多種不同的活性污泥工藝，一些工藝較傳統(tǒng)工藝處理功能增強，一些工藝運行更加穩(wěn)定，而另外一些工藝的費用大大降低或者運行更加方便。這些工藝上的改進，充分滿足了各種不同的處理要求。其中SBR法就是為了克服傳統(tǒng)活性污泥法的缺點發(fā)展起來的。 

　　20世紀70年代初，美國R.Irvine教授等開展了活性污泥SBR法的初步研究，并于1971年發(fā)表了《運用間歇式活性污泥法處理廢水》的著名論文，為SBR法以后的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。80年代后，由于現(xiàn)代儀表和控制技術(shù)的巨大發(fā)展，電磁閥、氣動閥、液位傳感器、電子定時控制器，龍其是微機等自動控制裝置廣泛應(yīng)用于水處理技術(shù)，使得SBR法運行操作自動化控制得以實現(xiàn)，在歐、美、澳、日等國家得到了迅速的發(fā)展。80年代中期，我國開始對SBR法進行系統(tǒng)研究與應(yīng)用，1985年虞壽樞等為上海市吳凇肉聯(lián)廠設(shè)計并投產(chǎn)了我國第一座SBR法廢水處理設(shè)施，劉永凇等人也展開了對SBR法特性的研究。在SBR法的控制技術(shù)方面，哈爾濱建筑大學的彭永臻等人對SBR法反應(yīng)時間的計算機控制參數(shù)進行了研究。90年代尤其是近幾年來，該工藝在我國工業(yè)廢水處理領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，在全國各大中城市已有多座SBR法處理設(shè)施投入運行，其中采用SBR法處理的廢水主要是屠宰廢水、苯胺廢水、含酚廢水、啤酒廢水、化工廢水、淀粉廢水等，為我國的環(huán)境保護發(fā)揮積極作用。

　　但傳統(tǒng)的SBR法在工程應(yīng)用中仍存在一定局限性。譬如，若進水量較大，則需要調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)，從而增大投資，而對出水水質(zhì)有特殊要求，如脫氮、除磷等，則還需對工藝進行適當改進。因而SBR工藝在設(shè)計和運行中，根據(jù)不同的水質(zhì)條件、使用場合和出水要求有了許多新的變化和發(fā)展，產(chǎn)生了許多變型，主要包括ICEAS、CASS、IDEA、UNITANK和DAT-IAT等工藝。DAT-IAT工藝是為了克服ICEAS的缺點將預(yù)反應(yīng)池改為與SBR反應(yīng)池（IAT）分立的預(yù)曝氣池DAT，DAT池連續(xù)進水、連續(xù)曝氣，IAT池間歇曝氣、沉淀和排水，在沉淀階段不受進水的影響，且增加了從IAT到DAT的回流裝置。

　　根據(jù)本課題處理水質(zhì)要求，在DAT-IAT工藝基礎(chǔ)上前置一個缺氧池(A)，即形成了A/DAT-IAT工藝，由缺氧池、DAT池和IAT池三部分串聯(lián)而成的。

　　2.A/DAT-IAT工藝運行過程

　　   缺氧攪拌  曝氣   曝氣         缺氧攪拌  曝氣   沉淀        缺氧攪拌  曝氣   潷水

　　圖2.1  A/DAT-IAT工藝工序

　　Figure2.1  DAT-IAT technique working procedure

　　A/DAT-IAT工藝的反應(yīng)機理及污染物的去除機理與傳統(tǒng)活性污泥法、SBR法基本相同，僅是構(gòu)筑物的構(gòu)成方式和運行操作不同^[4]。它是在一組反應(yīng)池中，在時間上進行各種目的不同的操作。具體操作工序如下：

　　1.進水階段

　　廢水首先連續(xù)流入缺氧池，連續(xù)進水使得A/DAT-IAT工藝比典型的SBR法更有優(yōu)越性，不需要調(diào)節(jié)池和進水控制系統(tǒng)，節(jié)約了建設(shè)成本和占地面積。缺氧池和DAT池混合液分別通過雙層導流設(shè)施流入DAT池、IAT池，這樣避免了水力短路。

　　2.反應(yīng)階段

　　缺氧池內(nèi)的進水與從DAT池中回流來的硝化液完全混合，在反硝化菌的作用下進行脫氮反應(yīng)，將NO_X^－-N轉(zhuǎn)化成氮氣，可以利用進水中的有機碳源，減少了外加碳源，甚至不需要外加碳源，同時產(chǎn)生的堿度可以下硝化段的堿度，中和該段產(chǎn)生的H⁺。缺氧池內(nèi)不曝氣，只攪拌，保持污泥處于懸浮狀態(tài)。曝氣分兩部分，DAT池連續(xù)曝氣，池中水流呈完全混合狀態(tài)，絕大部分NH₃-N被硝化菌轉(zhuǎn)化為NO₃^―-N。IAT池間歇曝氣，難降解有機物和NH₃-N在IAT池進一步降解。為了達到更好的沉淀效果，在沉淀階段前進行短暫的曝氣，以除去附著在污泥上的氮氣。

　　3.沉淀階段

　　沉淀階段相當于傳統(tǒng)活性污泥法的二次沉淀池的功能。沉淀階段只發(fā)生在IAT池，混合液中的污泥與上清夜分離。DAT池中的水從底部平緩流入IAT池，對IAT池不會產(chǎn)生干擾，因此其沉淀效率顯著高于一般二沉池的動態(tài)沉淀。

　　4.排水階段

　　排水水階段只發(fā)生在IAT池，當水位達到最高時，沉淀階段結(jié)束，開始進入排水階段。排水有專門潷水設(shè)備，對沉淀下去的污泥不會產(chǎn)生擾動，當水位達到最低時，停止?jié)Ｏ碌囊徊糠痔幚硭勺餮h(huán)和稀釋用。IAT池不直接排放處理水，因此不像連續(xù)進水連續(xù)出水的活性污泥法那樣容易受負荷變化的影響。IAT池底部沉降的活性污泥大部分作為該池下個處理周期使用，一部分污泥用污泥泵連續(xù)打回DAT池作為DAT池的回流污泥，多余的剩余污泥引至污泥處理系統(tǒng)進行污泥處理。

　　5.閑置階段

　　IAT池中沉淀階段結(jié)束到下個周期開始期間會出現(xiàn)一個閑置期，根據(jù)廢水的性質(zhì)和處理要求決定其長短或者取消。在該時段內(nèi)可進行攪拌或曝氣，以保持污泥的活性。

　　參 考 文 獻

　　[1] 包建龍，王翌娥，活性污泥法污水處理廠的運轉(zhuǎn)管理[M]，北京:中國環(huán)境科學出版社,1992;

　　[2] 黃正，范瑋，李谷，劉紅艷，固定化硝化菌去除養(yǎng)殖廢水中氨氮的研究[J]，華中科技大學學報,2002.2,31(1):18-20；

　　[3] 曹京哲，城市污水廠剩余活性污泥農(nóng)用價值分析[J]，太原科技，2003.3:14-15；

　　[4] 張大群，王秀朵,DAT-IAT廢水處理技術(shù)(M),北京-化學工業(yè)出版社,2003；